NATURALMENTE scienza - Holothuroidea DE BLAINVILLE 1834

Holothuroidea DE BLAINVILLE 1834

Piero Sagnibene

L’allarme ha dimensioni mondiali e riguarda il pericolo di scomparsa delle Oloturie, i miti e pacifici animali che vivono sui fondali marini. A nulla servono le leggi che ne vietano la cattura, né le meritevoli iniziative delle capitanerie di porto, della Guardia di Finanzia e di altri organi di polizia, per fermare la predazione che ha già prodotto un rischio di estinzione, sia nei mari mediterranei ed italiani, in particolare, sia in quelli del sud-est asiatico. La scomparsa delle Oloturie sarebbe un danno gravissimo per gli ecosistemi marini; si tratta del gruppo di detritivori più importanti delle faune delle scogliere e dei fondi abissali, sono importanti come bioturbatori del sedimento e permettono un continuo rimescolamento del substrato che garantisce una appropriata ossigenazione ed il riciclo dei nutrienti e dei minerali. Nutrendosi del materiale depositato le Oloturie producono una vera e propria concimazione dei fondali. Il riciclo delle sostanze nutritive, a sua volta, alimenta alghe e coralli, perciò le Oloturie ed hanno un ruolo attivo nel difendere le barriere coralline dall’acidificazione degli oceani e nel preservare delicati equilibri degli ecosistemi e la biodiversità marini.

Le Oloturie vengono predate per il loro elevatissimo valore commerciale come alimenti, con un prezzo che va dai dieci ai seicento dollari il chilogrammo, ed alcune specie hanno un prezzo di mercato che raggiunge i tremila dollari a chilogrammo. Si pensa che il litorale adriatico, tra Porto Cesareo e Lecce sia prossimo a vedere la scomparsa di questi animali, che vengono massivamente esportati in Cina ed altri paesi asiatici, ed i mari della Sardegna registrano vuoti biologici di Oloturie significativi del pericolo di scomparsa La Lista Rossa dell’Iucn considera pesantemente il rischio di estinzione, nonostante il pericolo rappresentato dal fatto che il consumo alimentare di Oloturie, essendo queste animali filtratori, possono assorbire virus, batteri, biotossine algali e metalli pesanti, inquinanti e tossici chimici.

Pietanze ricavate da oloturie

Sull’importanza delle Oloturie in campo medico, vi sono recentissime scoperte di una sostanza in grado di combattere diversi tipi di cellule tumorali resistenti alla chemioterapia; l’estratto dell’oloturia Cucumaria miniata si è rivelato in grado di frenare vari tipi di cancro resistenti alla chemioterapia. E’ stato scoperto un forte effetto curativo nel composto biologicamente attivo “frondoside A” dall’oloturia dalla Cucumaria m. provato in modelli di cancro alla vescica e di linfomi resistenti a certi farmaci chemio-terapeurtici.

Per proteggersi, le Oloturie accumulano sostanze altamente attive nei loro corpi. Questi composti hanno varie proprietà, comprese quelle medicinali, che sono state create dalla natura e selezionate da milioni di anni di evoluzione. La sostanza estratta dalla Cucumaria ha un effetto così forte da essere addirittura in grado di uccidere cellule che non hanno la p53, resistenti alla chemioterapia classica.
Il ”frondosideA”, un glicoside triterpenoide della ’Oloturia, Cucumaria frondosa GUNNERUS, 1767, ha rivelato un ampio spettro di effetti antitumorali (induzione dell'apoptosi cellulare, inibizione della crescita delle cellule tumorali, migrazione, invasione, formazione di metastasi e angiogenesi). ed è in grado di uccidere le cellule tumorali che non hanno la proteina p53 (chiamate “guardiano del genoma”), che protegge la cellula da alterazioni del DNA che potrebbero innescare lo sviluppo di un cancro e che è presente nelle cellule sane ma muta in quelle cancerose smettendo di esercitare la sua funzione protettiva.

Le Oloturie sono chiamate “cetrioli di mare”, per la loro forma simile ad una cucurbitacea; sono una Classe di Echinodermi, un phylum a cui appartengono anche stelle e ricci di mare, stelle serpentine e gigli di mare. Comprendono all’incirca 500 specie ed hanno un grandissimo interesse medico anche in ragione di processi rigenerativi che mostrano.

Sono organismi antichissimi, il loro phylum risale al pre-Cambriano (più di 550 milioni di anni fa), e sono considerati tra i meno evoluti del phylum, in rapporto a vari dati della loro organizzazione (es. la presenza di una gonade impari).
Gli Echinodermi sono gli animali più diffusi nei mari; comprendono circa 26.000 specie, di cui 20.000 fossili. Tale ricchezza di fossili attesta la loro antichità; ma le oloturie non lasciano tracce fossili a causa della struttura elastica del loro corpo, che ha perduto, o ridotto a spicole microscopiche annegate nel derma, le placche calcaree degli altri echinodermi per cui il loro corpo ha consistenza elastica. Qualche vaga traccia della loro storia proviene dalle spicole calcaree (a forma di disco forellato, bastone, piastra traforata, torri, reniformi, ecc..)

Sono animali miti, pacifici, che si difendono auto-mutilandosi dei propri visceri (intestino, polmoni acquiferi e gonade), che estroflettono e scagliano contro i loro aggressori. Dopo l’eviscerazione, l’oloturia continua i suoi movimenti respiratori, drenando l'acqua di mare direttamente nella cavità corporea generale, e vive alcune settimane a basso tasso metabolico, fino alla rigenerazione di nuovi organi che avviene nell’arco di diversi mesi: ad esempio, solo per ripristinare l’intero tubo digerente occorre un periodo di circa 3-4 mesi.

Vivono nelle zone litoranee e fino alle più grandi profondità degli oceani, posate sul sedimento marino (bentoniche), nascoste nella sabbia melmosa o negli anfratti delle rocce, oppure strisciano sul fondo tra le alghe, alcune sono fissate al substrato (sessili). Si nutrono filtrando l'acqua ,o estraendo particelle organiche dal fango; la maggior parte sono capaci di spostarsi lentamente sul fondo. Sono gli echinodermi meglio adattati a profondità estreme e costituiscono la metà delle forme viventi a 4.000 metri ed il 90% a 8.000 metri. Parecchie specie di Elpidiidae vivono a più di 9.500 metri di profondità e specie del genere Myriotrochus si ritrovano fino a più di 10.000 metri. Sono diffuse in tutti i mari del mondo, con una predilezione per quelli temperati e tropicali.

Gli Holoturoidea hanno evolutivamente acquisito una forma bilatera, con bocca ed ano posti ai poli opposti del corpo. Gli altri Echinodermi sono noti per possedere una simmetria pentaraggiata, collegata alla vita sessile e che non richiede la formazione di un capo, come ad esempio le stelle ed i ricci di mare. La trasformazione in animali pentaraggiati avviene con la metamorfosi delle loro larve bilatere. Della simmetria pentaraggiata le Oloturie conservano una traccia evidente con cinque file longitudinali di pedicelli ambulacrali, di cui due dorsali (bivio) e tre ventrali (trivio), queste ultime adibite alla locomozione. Al loro movimento partecipano anche contrazioni dei muscoli circolari e longitudinali, ma si tratta di animali sedentari ed alcuni di essi utilizzano i pedicelli ambulacrali semplicemente per aderire al substrato.

Nella larva sono originariamente riconoscibili 3 paia di vescicole celomatiche: idrocele, somatocele ed assocele. dalle quali si formano il celoma e l’idrocele; quest’ultimo è un sistema acquifero, che forma i polmoni acquiferi che presiedono alla respirazione ed alla escrezione, riempendosi e vuotandosi di acqua marina, e che si collegano all’ultima parte del lungo intestino detta cloaca, che funge anche da orifizio respiratorio oltre che da sbocco.

In diverse specie i polmoni si sviluppano in modo ramificato a partire dalla parte posteriore della cloaca, vicino all’entrata dell’intestino. L’acqua che penetra aritmicamente nella cloaca, li riempie, e le loro pareti (che funzionano da membrana semipermeabile e sono poco ispessite) permettono lo scambio di ossigeno e anidride carbonica fra il liquido interno e l’acqua marina. Questo riempirsi e svuotarsi d’acqua regola il turgore del corpo dell’animale.

Dalle ultime diramazioni del sistema acquifero derivano i pedicelli ambulacrali;. questi si spingono all’esterno e mediante essi l’animale di sposta, effettua scambi gassosi per la respirazione, si mette in rapporto sensoriale con il mondo esterno. Il pedicello, che è cavo, dotato di fibre muscolari e di un plesso nervoso, è fornito alla sua base di una vescicola (ampolla) che ne controlla la pressione idrostatica e quindi la sua funzionalità.

Il liquido celomatico è molto simile all’acqua marina, nonostante ne differisca per la maggior presenza di sostanze azotate e un pH alcalino sensibilmente inferiore. Dato lo scambio continuo organismo-acqua marina, l’acidificazione, dovuta alla CO₂ che si scioglie nelle acque ed è favorita dal riscaldamento globale, porta a variazioni del pH interno spesso letali per questi animali. Inoltre, le numerose ramificazioni dei polmoni acquiferi realizzano un grande sviluppo della superficie di scambio in modo da ottenere la massima efficacia in questi processi associando funzioni escretrici, dato che l’acqua espulsa contiene fagociti, cellule ameboidi, cellule degenerate, materia proteica (forse necessaria per l’alimentazione), e amebociti ricchi di granulazioni, considerate prodotti catabolici di escrezione. Nel celoma, inoltre, vi sono vari tipi di cellule libere (celomociti). Gli emociti (di colori rosso-giallo e con movimenti ameboidali) che sono nel sistema emale (nel quale sono contenuti organi genitali e pedicelli) hanno funzione analoga agli emociti dei Vertebrtati, ma contengono una emoglobina diversa da quella di questi ultimi.

Il sistema acquifero forma un anello orale e 5 canali radiali che sono correlati ai pedicelli e le loro vescicole interne Da esso si dipartono 4-5 o più grosse vescicole pendincolate dette vescicole del Poli ed ha origine anche il canale petroso che può sboccare esternamente sia tramite una piastra madreporica multiporica che attraverso una poro unico, oppure nel somatocele. Al canale anulare periorale (sotto l’anello nervoso) sono associati i cosiddetti corpi del Tiedemann, ammassi ghiandolari che producono celomociti e che sono oggetto di intense ricerche mediche.

Pedicelli modificati (tentacoli) circondano la bocca con funzioni alimentari. Molto spesso questi tentacoli si presentano notevolmente ramificati e costituiscono una sorta di chioma arborescente di dimensioni, a volte, fino ad un terzo della lunghezza del corpo.

L’ultima parte dell’intestino, (cloaca) porta alcune appendici tubolari dette organi di Cuvier e che sono organi di difesa. Questi sommari cenni alla anatomia delle Oloturie servono ad indicare la connessione anatomo-fisiologica delle Oloturie con l’acqua marina, e la gravità della loro esposizione ai tossici che l’inquinamento del mare fa precipitare sui fondali e che agiscono più efficacemente a seconda della temperatura dell’acqua, soprattutto sui fondali bassi soggetti a maggiore riscaldamento. Il riscaldamento globale peggiora di molto gli effetti tossici degli inquinamenti marini rendendo più attive le sostanze venefiche. I tubi di Cuvier furono da lui scoperti nello studio anatomico del retto delle Oloturie. Sono inseriti alla base dei polmoni acquiferi e sporgenti nel celoma e possono essere espulsi attraverso l’ano per difendersi da eventuali nemici. Quando l’Oloturia viene attaccata “spara”, percosì dire, oltre ano dozzine o centinaia di fili cavi forti, bianchi e appiccicosi e che possono contenere holothurine (veleni) Sotto attacco l’Oloturia, dirige la parte posteriore del suo corpo verso l’aggressore, si contrae, determinando una sovrapressione nel corpo; l ‘acqua dei polmoni acquiferi entra quindi nel lume del tubo di Cuvier e provoca un allungamento da 20 a 30 volte e il fluido celomico fluisce nella cloaca impregnando i tubi di liquido tossico. I tubi aderiscono come colla, nel tempo di dieci secondi e con una pressione da 30 a 135 kPascal e possono trattenere l’aggressore per 30 ore.L’Oloturia può quindi sottrarsi all’attacco e rigenerare, in circa 2-5 settimane i tubi. I tubi sono biancastri, ciechi, fissati alla base del polmone sinistro in una cavità denominata camera di Cuvier, collegata alla cloaca e da questa all’ambiente esterno. I tubi rilasciano tossine (oloturine), letali per i pesci animali, ma non per gli invertebrati marini. L’oloturina viene utilizzata dalle popolazioni indopacifiche che, dopo aver estratto la sostanza dalla Oloturia, la usano per stordire i pesci e facilitare la pesca, I tubi Cuvier vengono poi perduti, ma vengono in seguito rigenerati con una certa facilità.

Stichopus sp.

Le Oloturie sono dotate di un grande potere rigenerativo che permette loro di espellere prontamente i loro visceri per difesa oppure perchè affette da problemi climatici, ambientali, ecc. Stichopus, ad esempio, espelle la cloaca e il tubo digerente malati contraendo la parete del corpo. I Sinaptidi possono dividersi in piccoli pezzi e la regione cefalica provvede a rigenerare il resto del corpo.
La rigenerazione è la capacità di molti organismi di ricostruire o riparare parti perdute o danneggiate; alcune specie sono in grado di ricostruire l’intero organismo, anche a partire da frammenti originatisi in seguito a trauma. Le Oloturie hanno pochi organi di senso specializzati, ma sono in grado di rigenerare autonomamente delle parti del corpo che potrebbero andare eventualmente perdute, oppure staccate volontariamente per autotomismo. Questa possibilità deriva dal fatto che esse possiedono nell’adulto riserve di cellule staminali che hanno la potenzialità di originare quasi ogni tipo di tessuto adulto e vengono attivate in caso di necessità. Inoltre esse sono in grado di utilizzare anche cellule reclutate da tessuti adulti del moncone rimasto (es. i muscoli) dopo averle opportunamente riarrangiate, e che sono riutilizzate per ricostruire tessuti a livello della porzione rigenerante. Le basi molecolari della capacità rigenerativa delle Oloturie sono state individuate in due famiglie geniche: i geni della proteina correlata al fibrinogeno (FREP) - ed una famiglia di geni analoghi ai geni PSP94, quelli della proteina secretoria prostatica 94 dei Vertebrati. I processi della rigenerazione viscerale nell’Oloturia, richiedono l’attivazione di un gran numero di geni regolatori, come alcuni fattori di pluripotenza delle cellule staminali. Geni esclusivi o significativamente espansi hanno però ruoli chiave nella capacità rigenerativa delle oloturie ed è significativo e promettente che i geni regolativi della rigenerazione sono condivisi tra gli echinodermi ed i Cordati, a cui appartiene l’uomo.
Talvolta le Oloturie raggiungono dimensioni considerevoli. E’ il caso, ad esempio della Synapta maculata CHAMISSO & EYSENHARDT, 1821 (Aplodidi) che può raggiungere i 3 metri di lunghezza, o come, ad esempio Thelenota anax H.L. CLARK, 1921 che può pesare parecchi chilogrammi e superare un metro di lunghezza.

Nella Synapta maculata, la superficie esterna dei tentacoli porta numerose cellule vescicolari, ed altre vescicole sparse sulla superficie del corpo. Queste vescicole contengono una sostanza revulsiva e disgustosa a fini di difensa. I tentacoli della Synapta sono particolarmente vulnerabili alla predazione da parte dei pesci, ma se hanno un sapore sgradevole, lìoloyuria non ha bisogno di ritrarre continuamente i suoi tentacoli ogni volta che un pesce si avvicina. All'interno dei tentacoli, vicino allo stelo, vi sono alcune strutture a forma di coppa, organi di senso rudimentali, in grado di percepire la commestibilità del materiale alimentare che l'animale porta alla bocca. Invece che l’eviscerazione, la Synapta utilizza l’autotomia.
Individui di grandi dimensioni, rinunciano a sezioni del corpo vicino all'estremità posteriore, mentre individui più piccoli si rompono in molti pezzi. Nella Synapya maculata sono stati isolati due glicosidi olostanici triterpenici finora sconosciuti; uno ha un'attività moderata contro le cellule tumorali HeLa mentre l'altro è inattivo.

Thelenota anax è comunemente consumato nei paesi asiatici e mediorientali per i suoi presunti benefici medicinali, sebbene siano in corso ricerche sui suoi effetti. T. anax produce molti diversi composti bioattivi come l'acido arachidonico, l'acido eicosapentaenoico e l'acido docosaesaenoico. Questi composti sono noti per ridurre il rischio di malattie coronariche, alcuni tipi di cancro e hanno proprietà antinfiammatorie.
In particolare l'acido arachidonico favorisce la coagulazione del sangue e la guarigione delle ferite. Questo è il motivo per cui molti paesi asiatici usano T. anax per trattare ustioni e tagli. Gli studi hanno anche dimostrato che T. anax produce i glicosidi Stichopside C (STC) e Stichoposide D (STD).STC produce ceramide, che è un lipide oncosoppressore. Provoca anche l'apoptosi delle cellule tumorali del colon-retto e delle cellule leucemiche. Le malattie sessualmente trasmissibili causano l'apoptosi delle sole cellule leucemiche e ne inibiscono la crescita.

Subendo le stesse pressioni ambientali, specie diverse, anche filogeneticamente molto distanti tra loro, ma che vivono nel medesimo ambiente, o anche in nicchie ecologiche simili, sono spinte, ad evolversi sviluppando, per selezione naturale, strutture, forme, adattamenti, colorazioni, ecc. che li portano ad assomigliarsi. Il fenomeno si verifica in piante, animali marini, animali terrestri, uccelli, ecc.. Un esempio brillante della convergenza evolutiva, ci è offerto dalle meduse (Cnidari) e dall’unica oloturia natante (Echinodermi).

Pelagothuria natatrix,H.J. LUDWIG 1893 ad una profondità di 1.400m

La Pelagothuria natatrix è l’ unico echinoderma pelagico; vive nuotando in acque libere, come le meduse con cui condivide molte caratteristiche. Vive a grandi profondità e si nutre principalmente di plancton. Ha un corpo traslucido, trasparente, a forma di fuso, leggermente sfumato di viola, sormontato da un ombrellone costituito da un cerchio di una dozzina di lunghissimi tentacoli modificati, uniti da un velo e destinati al nuoto, di circa 16 cm di diametro totale. Nel prolungamento del raggio ventrale centrale, il velo è interrotto tra due tentacoli. Un secondo cerchio di tentacoli circa 15, lunghi circa 2 cm circondano la bocca, sono biforcuti e servono a filtrare l'acqua per intrappolare il placton e le particelle nutritive. Il velo può essere contratto, come fanno le meduse; tuttavia, il suo nuoto è per lo più passivo, simile a una deriva leggermente controllata. il suo areale geografico è molto ampio: è stata raccolta negli oceani Atlantico, Pacifico e Indiano, tra i 200 e i 4.433 m di profondità. La Pelagothuria natatrix è gelatinosa, composta per oltre il 90% di acqua, il che le consente, in acqua, di avere un peso molto ridotto e di rimanere in sospensione. Si lascia trasportare con il corpo verticalmente nella colonna d’acqua, con la bocca rivolta verso l'alto; l'ombrello dei tentacoli si trova così orizzontalmente. E’priva di spicole calcaree e della corona perifaringea.

Molti animali che vivono nelle profondità marine hanno corpi fatti principalmente di acqua con una piccola quantità di collagene mescolato. Questa sostanza gelatinosa richiede poca energia per essere prodotta e mantenuta, quindi è l'ideale per gli animali che vivono in profondità dove il cibo è spesso scarso. Gli animali a base di gelatina sono anche intrinsecamente galleggianti, quindi non hanno bisogno di spendere energia preziosa e ossigeno nuotando vigorosamente per rimanere a galla; possono semplicemente andare alla deriva. Pelagothuria trascorre la maggior parte del tempo nuotando, spesso in zone con scarsità di ossigeno nell'acqua di mare e questa potrebbe essere la sua tattica per evitare i predatori che sono più affamati di ossigeno e potrebbero facilmente soffocare.

Il medesimo tragico destino delle pacifiche oloturie colpisce un altro bellissimo e pacifico animale dei nostri mari, il cosiddetto cavalluccio marino (Hippocampus RAFINESQUE 1810).

Nel Piccolo e Grande mare di Taranto, insieme alla oloturie vengono pescati gli ippocampi (entrambe specie protette la cui pesca è illegale) per rifornire il mercato cinese che vengono poi spediti con messaggeria istantanea. I pescatori di frodo incontatto con procacciatori e clienti, con i quali sono in immediato contatto, sono all’origine della filiera cinese che sta depauperando in maniera massiva i nostri mari di Oloturie ed Ippocampi. Le Oloturie sono mandate ad Hong Kong, destinate all’uso alimetare, al settore medico della medicina tradizionale ed a quello della produzione di cosmetici. I cavallucci marini sono utilizzati nella produzione di un liquore particolare ottenuto dalla macerazione in alcool dell’animale. Questa pratica criminale genera affari milionari, dal momento che i volumi di prodotto sono molto alti e i prezzi, passando di mano, lievitano in modo indicibile.

I cavallucci marini, una volta puliti, vengono confezionati uno ad uno come un regalo e sulla confezione viene bene indicata la provenienza geografica per attestarne il pregio. Vengono venduti fino a 600-800 dollari al chilo. La loro pesca è facile, dal momento che i piccoli animali si affollano numerosi in un piccolo spazio di acqua, sono molto socievoli e addirittura giocano con il pescatore che, con un semplice retino, ne raccoglie chili.

Gli IppocampiI, classificati a Cuvier come Lofobranchi per la presenza di branchie a ciuffi, hanno un biologia delicatissima. Talora si uniscono in parecchi per la coda, o si aggrappano ad alghe o a tubi di policheti, e questo facilita la predazione umana. Non sono abili nuotatori, la coda è assente e le pinne pettorali corte e larghe con dorsale di media lunghezza opposta all'anale che è assai piccola o può mancare. Il maschio possiede una borsa nella quale vengono deposte le uova e, dopo averle fecondate, e ne compie l'incubazione. I piccoli vengono partoriti in numero di circa 1800, con contrazioni addominali simili al parto femminile (gravidanza maschile, molto rara in natura),ed hanno dimensioni di meno di 30 cm. ma quelli pescati sono molto più piccoli.